struct内存布局

结构体的内存分配原则    

       原则1、数据成员对齐规则：结构（struct或联合union）的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小的整数倍开始（比如int在32位机为4字节，则要从4的整数倍地址开始存储）。

       原则2、结构体作为成员：如果一个结构里有某些结构体成员，则结构体成员要从其内部最大元素大小的整数倍地址开始存储。（struct a里存有struct b，b里有char，int，double等元素，那b应该从8的整数倍开始存储。）       原则3、收尾工作：结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的整数倍，不足的要补齐。    这三个原则具体怎样理解呢？我们看下面几个例子，通过实例来加深理解。    例1：struct {                 short a1;                 short a2;                 short a3;                 }A;             struct{                 long a1;                 short a2;                 }B;          sizeof(A) = 6; 这个很好理解，三个short都为2。          sizeof(B) = 8; 这个比是不是比预想的大2个字节？long为4，short为2，整个为8，因为原则3。    例2：struct A{                  int a;                  char b;                  short c;                  };             struct B{                  char b;                  int a;                  short c;                  };       sizeof(A) = 8; int为4，char为1，short为2，这里用到了原则1和原则3。       sizeof(B) = 12; 是否超出预想范围？char为1，int为4，short为2，怎么会是12？还是原则1和原则3。   深究一下，为什么是这样，我们可以看看内存里的布局情况。                 a         b         c   A的内存布局：1111,     1*,       11                 b          a        c   B的内存布局：1***,     1111,   11**   其中星号*表示填充的字节。A中，b后面为何要补充一个字节？因为c为short，其起始位置要为2的倍数，就是原则1。c的后面没有补充，因为b和c正好占用4个字节，整个A占用空间为4的倍数，也就是最大成员int类型的倍数，所以不用补充。   B中，b是char为1，b后面补充了3个字节，因为a是int为4，根据原则1，起始位置要为4的倍数，所以b后面要补充3个字节。c后面补充两个字节，根据原则3，整个B占用空间要为4的倍数，c后面不补充，整个B的空间为10，不符，所以要补充2个字节。   再看一个结构中含有结构成员的例子：       例3：struct A{                     int a;                     double b;                     float c;                    };                struct B{                     char e[2];                     int f;                     double g;                     short h;                     struct A i;                    };       sizeof(A) = 24; 这个比较好理解，int为4，double为8，float为4，总长为8的倍数，补齐，所以整个A为24。

                               a                         b                  c       A的内存布局：1111,   * * * *,   1111,   1111,   1111,   * * * *       sizeof(B) = 48; 看看B的内存布局。                                 e         f             g                h                                    i     B的内存布局：11* *,   1111,   11111111, 11 * * * * * *,        1111* * * *, 11111111, 1111 * * * *    i其实就是A的内存布局。i的起始位置要为8的倍数，所以h后面要补齐。把B的内存布局弄清楚，有关结构体的对齐方式基本就算掌握了。

原文引自：http://zhidao.baidu.com/question/206728580.html